一种供水管道消压防冻阀的制作方法

本发明涉及一种阀门，尤其是一种等积消压扩腔虹吸节水的供水管道防冻阀。

背景技术：

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。在日常生活中，我们经常见到的阀门都是安装在水管上阀门。传统的水管阀门，一般包括阀体，阀体上固设有与阀体内腔连通的进水管和出水管，阀体内腔中设有将进水管和出水管连通的供水阀座，供水阀座内壁上滑动密封配合有供水阀塞。使用时，通过调整供水阀塞与供水阀座的密封与否来实现阀门的开启及关闭。传统阀门，结构简单，操作方便，不足之处是，阀门关闭之后，出水管内暂存的水无法排出，在冬季容易出现导致冻裂水管故障，给人们带来了不便。目前市面上常见的防冻阀，通常是在关闭阀门的同时将存储在阀体及水管内的水排放到外界，从而起到防冻目的，但是这样防冻阀的弊端在于，水管内的水白白浪费掉，不但不节水，而且对周围环境也造成影响，长期使用时，浪费水资源更加严重。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对上述不足提供一种结构合理，既能防冻，又能节水，且操作方便的供水管道防冻阀。

为解决上述技术问题，本防冻阀的上阀体内腔中设有能上下移动的上阀芯，镀锌管内部设有扬水管，下阀体内设有下阀芯，上阀芯通过上阀芯销轴连接与扬水管一起运动，扬水管下端连接有活塞和下阀芯，故此上阀芯、活塞和下阀芯一起运动使储水缸内部的空间大小发生改变以及进水口的开关来使此阀达到用水和防冻效果。

本结构的供水管道防冻阀是通过在防冻阀下部设有储水缸，通过活塞压缩储水缸来实现既能防冻，又能节水，且操作方便的。

低位储水放水结构主要包括设置在储水缸里面的储水腔，储水缸位于扬水管的下部，进水口的上部，储水腔内设置有活塞，活塞外周与储水腔内壁滑动密封配合。活塞和上阀芯之间安装有连接体扬水管，这样，活塞就通过连接体扬水管与上阀芯成为一体结构。当上阀芯通过手轮轴的力矩方向的转化变为上下活动的时候，扬水管和活塞也随之移动。扬水管下部设有销孔机构，通过销孔机构连接有下阀芯，下阀芯与下阀体内壁滑动密封配合，并且下阀芯有较细的部分结构与下阀体的内腔留有间隙，下阀体的内腔连接有进水口并且此处内腔变大，使下阀芯的密封部分运动到此处时密封失效，从而达到水有进水口到储水缸的开关效果。上阀芯与扬水管的密封配合并在上阀芯的较细部分设有出水口，与上阀芯相动密封配合的铜套在上阀芯两个动密封圈的运动范围之间设有圆孔，此圆孔与上阀体的出水口内腔相通，这样，就保证了扬水管和出水口之间的连通。

当通过转动手柄带动手轮轴转动，手轮轴与上阀芯的矩形螺纹配合来使力矩的方向由旋转方向转变为上阀芯向下运动的方向的时候，与上阀芯一起运动的活塞和下阀芯也随之向下运动，活塞压缩储水缸里面的空间，使水通过扬水管的孔进入到扬水管中，此时继续向下运动，下阀芯的上部密封圈进入到下阀体的较大内腔之中，进水口与储水缸、扬水管、上阀体的出水口之间连通，进水口的水开始向出水口流动，完成供水动作，此时本供水管道防冻阀处于开启状态。

当通过转动手柄带动手轮轴转动，手轮轴与上阀芯的矩形螺纹配合来使力矩的方向由旋转方向转变为上阀体向上运动的方向的时候，与上阀体一起运动的活塞和下阀芯一起向上运动，此时下阀芯的密封圈结构进入到下阀体的动密封配合部分，密封配合阻止了进水口的水流入储水缸里面，本防冻阀处于关闭状态，此时由于活塞向上运动，储水缸的空间增大，出水口和扬水管、上阀体内的水经过活扬水管的出水孔回流到储水缸，此时储水阀塞继续上移，储水阀塞下方储水腔空间逐渐增大，扬水管及出水管内存储的自来水开始向储水阀塞下方的储水腔内回流。当扬水管上移到上限位置时，储水阀塞到达储水腔顶部，供水阀塞到达供水阀座顶部，本供水管道防冻阀依然处于关闭状态。此时，扬水管及出水管内的存水全部回流进储水腔内，既避免了因扬水管及出水管内存水而导致的冻管现象，又将存水保存了下来。当操作驱动装置使上阀芯下移时，即重复上述过程，将储水腔内的存水重新供出，起到了节水的作用。

作为一种实现方式，所述驱动装置包括安装在阀体内的手轮轴，手轮轴上设有矩形螺纹，上阀芯的上部设有与之配合的矩形螺纹，使力矩方向产生改变，阀体外部的转轴上固设有手柄或手轮。

通过矩形齿轮的传动配合，不但传动可靠，而且驱动时更省力。

作为改进，上阀芯、扬水管、活塞、下阀芯同轴设置。

将上阀芯、扬水管、活塞、下阀芯同轴设置，可以使上阀芯、扬水管、活塞、下阀芯位置对应性更好，有助于自来水更加顺畅地流动。

作为进一步改进，所述阀体包括对应设置的上部主体和上阀体，上阀体和上部主体通过螺纹紧固在一起。

将阀体设置成包括上部主体和上阀体部分，不但制造加工简单，而且维修调试时也更方便，有助于降低产品成本。

作为进一步改进，上阀体的出水口向下倾斜5度设置。

向下倾斜有助于防冻时排空水管和水龙头里面残余的水量，做到彻底排空。

作为再进一步改进，储水缸上方和上阀体下方阀体之间安装有套装在扬水管外部的镀锌管，镀锌管起保护内部结构和支撑整个结构的作用。

因为镀锌管管与扬水管之间没有密封要求，因此，在阀体上安装镀锌管，可以简化阀体结构的复杂程度，安装拆修都很方便，有助于降低成本。

作为改进，上阀芯外周上安装有与铜套内部滑动密封配合的供水密封圈。

供水密封圈可以增强上阀芯与铜套之间的密封程度，有助于保证供水稳定性。

作为进一步改进，铜套的外周与上阀体的内腔设有密封圈。

密封圈可以增强上阀体和铜套之间的密封作用。

作为进一步改进，上部主体与手轮轴之间采用上端铜套连接方式。

上部主体与手轮轴之间的铜套连接方式，有助于手轮轴在上部主体内旋转时减小摩擦力，提高部件的使用寿命，并且铜是软性材料，会在手轮轴和上部主体磨损之前磨损，这样在上端铜套磨损严重之后，手轮轴和上部主体磨损之前更换上端铜套就可以避免手轮轴和上部主体的磨损，这样有助于降低以后的运行成本。

作为进一步改进，手轮轴外周设有与上端铜套相密封配合的动密封防尘密封圈，上端铜套与上部主体之间采用螺纹密封连接方式。

手轮轴外周设有与上端铜套相密封配合的动密封防尘密封圈和上端铜套与上部主体之间采用螺纹密封连接方式有助于提高上部主体内部的清洁性，保证上部主体内部的部件能够可靠的运行。

作为进一步改进，手轮轴中部限位台阶部分与上部主体的孔之间安装有垫圈。

垫圈起减小手轮轴与上部主体之间摩擦力的作用。

作为进一步改进，下阀芯的外周上安装有与下阀体内壁密封滑动配合的第四储水密封圈。

作为进一步改进，储水缸下端与下阀体之间安装有第三储水密封圈。

第三储水密封圈可以增强下阀体与储水缸之间的密封程度，有助于保证储水稳定性。

作为进一步改进，储水缸和储水缸盖之间安装有第一储水密封圈。

第一储水密封圈可以强储水缸与储水缸盖之间的密封程度，有助于保证储水稳定性。

作为进一步改进，储水缸盖与镀锌管螺纹连接的上部安装有压紧螺帽。

压紧螺帽加强了储水缸盖与镀锌管之间的紧固作用。

作为进一步改进，在扬水管下端的螺纹结构处安装有两个螺母。

两个螺母相互作用起锁紧作用，保证了活塞在扬水管下端的牢固性，并提供给活塞与活塞上挡圈和活塞下挡圈之间的活动间隙，保证了活塞的可靠运行。

作为进一步改进，扬水管下端、活塞的上部和下部均安装有活塞挡圈。

活塞挡圈使活塞和扬水管可靠连接，减小磨损，并且限制了密封圈的活动范围，保证了密封圈密封的牢固性。

作为进一步改进，上阀体和镀锌管之间安装有限位挡圈。

限位挡圈起限制上阀芯的活动范围的作用，使上阀芯不至于移动过位而损坏活塞。

作为进一步改进，活塞外周上安装有与储水缸内壁滑动密封配合的第二储水密封圈。

作为进一步改进，活塞内孔两侧设有与扬水管相密封的第三供水密封圈。

第三供水密封圈可以增强活塞与储水缸之间的密封程度，有助于保证供水稳定性。

作为进一步改进，扬水管上端外周与上阀芯内腔安装有第三供水密封圈。

在扬水管上端设置有与上阀芯内腔相密封的第三供水密封圈，可以使扬水管在相对阀体滑动的同时保持密封连接，有助于提高可靠性。

作为更进一步改进，下阀体的外部，储水缸的下部安装有一个保护罩，保护罩主要作用是保护下阀体不容易受到外界冲击而发生变形，影响使用，同时此保护罩隔绝了外部灰尘，避免的因外部灰尘进入下阀体而导致整个防冻栓运行不灵活。

综上所述，采用这种结构的供水管道防冻阀，结构合理，既能防冻，又能节水，且操作方便，适合在各种供水场合使用，有助于提高供水可靠性。

附图说明

图1为本发明关闭状态的结构示意图；

图2为发明开启状态的结构示意图。

图中：1为手轮轴，2为开口挡圈，3为上端铜套，4为防尘密封圈，5为垫圈，6为上部主体，7为第一供水密封圈，8为阀体铜套，9为上阀体，10为上阀芯，11为第二供水密封圈，12为限位挡圈，13为第三供水密封圈，14为扬水管，15为镀锌管，16为压紧螺帽，17为储水缸盖，18为第一储水密封圈，19为储水缸，20为活塞上挡圈，21为第二储水密封圈，22为活塞，23为活塞下挡圈，24为螺母，25为下阀芯销轴，26为第三储水密封圈，27为下阀芯，28为第四储水密封圈，29为下阀体，30为保护罩，31为上阀芯销轴。

具体实施方式

如图1所示，该供水防冻阀包括上阀体9，上阀体9内腔连接有与上阀体9连通的出水口，出水口为圆管，向下倾斜5度设置。下阀体29内腔连接有与下阀体29连通的进水口，进水口为圆管，水平设置。上阀体9内腔设置有阀体铜套8，阀体铜套8内部设置有上阀芯10，上阀体9与阀体铜套8、上阀芯10是同轴设置，并且上阀体9与阀体铜套8相固定连接，阀体铜套8与上阀芯10内壁竖直滑动配合。上阀体9内设置有环槽，环槽内装有第一供水密封圈7，第一供水密封圈7主要起提供上阀体9和阀体铜套8的密封性作用，使水不能透过上阀体9与阀体铜套8之间的缝隙流出。上阀芯10外周设有环槽，环槽内装有第二供水密封圈11，第二供水密封圈11主要起提供上阀芯10和阀体铜套8的密封性作用防止水从阀体铜套8与上阀芯10之间的缝隙流出。阀体铜套8上设有圆孔，该圆孔与上阀体9上面的出水口相通，使水能通过阀体铜套8流入上阀体9的出水口中。

上阀芯10下部空心并设有销孔，该销孔通过上阀芯销轴31与扬水管14上面的销孔相配合，使扬水管14与上阀芯10一起运动，同时上阀芯10与扬水管14配合的部分设有圆孔，使水能通过扬水管14流入到上阀芯10与阀体铜套8之间的空隙，进而流入到上阀体9的出水口中。上阀芯10下部的中空结构外壁设有环形槽结构，环形槽内装有第三供水密封圈13，第三供水密封圈13主要起提供上阀芯10与扬水管14的密封性作用。上阀芯10上部设有矩形螺纹部分，此部分与手轮轴1的矩形螺纹部分相配合，当转动手轮轴1时，力的方向会通过矩形螺纹配合发生改变，转变为上阀芯10上下活动的力。手轮轴1则是安装于上部主体6中，上部主体6与上阀体9采用螺纹紧固配合，使上部主体6与上阀体9成为一个主体。手轮轴1与上部主体6的配合之间采用上端铜套3来减小两者相对运动的摩擦力，增加部件的使用寿命。手轮轴1与上部主体6之间还设有垫圈5，垫圈5减小上部主体6和手轮轴1之间相对运动时的摩擦力。手轮轴1的外壁设有环形槽结构，环形槽内安装有防尘密封圈4，上端铜套3与上部主体6之间采用螺纹密封连接，防尘密封圈4起到密封性作用，使外界的杂质不能流入上部主体6中，影响手轮轴1与上阀体9的动作。

上阀体9与镀锌管15之间用螺纹紧固连接，并在螺纹连接处安装有限位挡圈12，限位挡圈12主要起限位作用，限制上阀芯10向下运动时的位置，不至于超范围运动，损坏其他部件。镀锌管15与储水缸盖17之间用螺纹连接，并且在镀锌管15与储水缸盖17的螺纹连接处同时安装有压紧螺帽16，压紧螺帽16起紧固作用，保证了镀锌管15与储水缸盖17的紧固性，并且镀锌管15位于储水缸盖17的螺纹的长度可调，增加了防冻栓的组装的合理性。

储水缸盖17和储水缸19之间安装有第一储水密封圈18，第一储水密封圈18主要起提供储水缸盖17与储水缸19的密封性作用。活塞22位于储水缸里面，与储水缸内壁为滑动密封结构，活塞22外壁设有环形槽结构，环形槽内装有第二储水密封圈21，第二储水密封圈21主要起提供活塞22和储水缸19的密封性作用，保证活塞22在储水缸19里面的动密封性。扬水管14的下端螺纹结构的上部焊接有活塞上挡圈20，螺纹结构处安装有两个螺母24，两个螺母24互相作用达到紧固要求并且安装有活塞下挡圈23，活塞22安装与活塞上挡圈20和活塞下挡圈23之间，活塞22随扬水管14一起运动，活塞22内孔两端设有环形槽，环形槽内安装有第三供水密封圈13，第三供水密封圈13主要起活塞22在储水缸19里面的密封性作用，使水不会通过活塞22内孔与扬水管14之间的缝隙流出。扬水管14下端与下阀芯27的上端均设有销孔部分，用下阀芯销轴25将扬水管14与下阀芯27连接在一起，使其共同上下动作。下阀芯27与下阀体29内壁为滑动密封结构，下阀芯27外壁设有环形槽，安装有第四储水密封圈28，第四储水密封圈28起下阀芯27与下阀体29的密封性作用。下阀体29设有进水口，连接有进水管。下阀体29与储水缸19之间采用螺纹紧固连接，使其成为一体结构，并且下阀体29与储水缸19之间安装有第三储水密封圈26，第三储水密封圈26起下阀体29与储水缸19之间的密封作用。储水缸19下端安装有保护罩30，保护罩30起保护下阀体29不受外界碰撞造成产品运行不畅，并隔绝外界杂质进入到下阀体29中，造成下阀体29与下阀芯27之间的运行不畅。

通过转动手柄带动手轮轴1转动，手轮轴1与上阀芯10的矩形螺纹配合来使力矩的方向由旋转方向转变为上阀芯10向下运动的方向的时候，与上阀芯10一起运动的扬水管14活塞22和下阀芯27也随之向下运动，活塞22压缩储水缸里面的空间，使水通过扬水管14下端的孔进入到扬水管14中，此时继续向下运动，下阀芯27的上部密封圈部分进入到下阀体29的较大内腔之中，进水口与储水缸19、扬水管14、上阀体10的出水口之间连通，进水口的水开始向出水口流动，完成供水动作，，此时本供水管道防冻阀处于开启状态。

通过转动手柄带动手轮轴1转动，手轮轴1与上阀芯10的矩形螺纹配合来使力矩的方向由旋转方向转变为上阀芯10向上运动的方向的时候，与上阀芯10一起运动的扬水管14活塞22和下阀芯27也随之向上运动，此时下阀芯27的密封圈结构进入到下阀体27的动密封配合部分，密封配合阻止了进水口的水流入储水缸19里面，本防冻阀处于关闭状态，此时由于活塞22向上运动，储水缸19的空间增大，出水口和扬水管14、上阀体9内的水经过扬水管14下端的出水孔回流到储水缸19，本供水管道防冻阀依然处于关闭状态。此时，扬水管14及出水管内的存水全部回流进储水腔内，既避免了因扬水管14及出水管内存水而导致的冻管现象，又将存水保存了下来。当操作手轮轴1使上阀芯10下移时，即重复上述过程，将储水腔内的存水重新供出，起到了节水的作用。

在本实施例中，上阀体9包括对应设置在一起的上部主体6、镀锌管15、储水缸盖17、储水缸19和下阀体29之间通过螺纹连接固定在一起，上阀芯10与扬水管14、下阀芯27之间均采用销轴方式连接，不但有利于制造，而且在拆卸安装时更加方便。上阀体9与上部主体6之间采用螺纹连接在一起，减轻了上阀体9的加工难度和成本。